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HUBF高塔厌氧反应器的设计与选型-扬州天朗水务设备有限公司 |
| 左中海 原创 |
HUBF高塔厌氧反应器的设计与选型
一、 概述
厌氧生物处理技术是在厌氧条件下通过厌氧菌或兼性菌的作用，将污水中的有机污染物分解的过程。具有运行能耗低、剩余污泥量少、可回收资源多、对营养物要求低、可间歇运行等优点，因而得到了广泛的应用。
随着科学技术进步，近些年来厌氧生物处理技术得到了很大的发展，目前流行应用的主要有UASB( 上流式厌氧污泥池)、EGSB( 膨胀颗粒污泥床)、IC( 内循环厌氧反应器) 等多种厌氧生物反应器。
IC 厌氧反应器是在UASB 与EGSB 基础上发展起来的第三代高效厌氧反应器，因其在工程投资、运行能耗、占地面积、容积负荷高等方面的优势，越来越多的应用于高浓度有机废水处理系统中。但传统IC厌氧反应器普遍存在布水不均匀、不溶性有机大分子处理效果差、启动周期长等问题。
我公司为克服传统IC厌氧反应器的缺陷，在结构上进行了改进，在第一、二反应室采用强制外循环系统，强化进水与颗粒污泥的混合反应作用，提高微生物反应速度，同时在第二反应室增加填料挂膜，加快不溶性大分子有机物的分解过程，提高污水的可生化性，为后续处理创造有利条件，保证出水水质及运行的稳定，同时在调试初期可有效提高循环水量，从而使调试启动周期缩短，1个月即可启动，在系统正常运行后，即可关闭外循环系统，采用自身的内循环系统即可满足运行的要求。
1. 主要结构及工作原理
a) HUBF高塔厌氧反应器主要由（1）沼气分离罐、(2)平台、(3)集水槽、(4)罐体、(5)上层三相分离器、(6)上层外循环出水环管、(7)下层三相分离器、(8)下层外循环出水环管、(9)沼气上升管、(10)填料、(11)沼气下降管、(12)布水系统、(13)放空管、(14)循环水泵、(15)进水管、(16)配水器、(17)取样管、(18)人孔、(19)出水管等组成。
b) 反应器高度一般可达16m ～ 24m，高径比在4 以上，下层三相分离器（7）、上层三相分离器（5）将反应器分为三部分，即第一反应室、第二反应室 、沉淀分离室。
c) 上下两层外循环出水环管（6）（8）通过多台循环水泵（14）与配水器（16）相连，组成外循环系统，进水管（15）与配水器（16）相连，进水与外循环水一起进入配水器（16），通过布水系统（12）均匀地布置于第一反应室内，由于进水与外循环水通过配水器（16）进行完全混合，可有效稀释进水的浓度，同时由于外循环水量较大，进入第一反应室后使反应器底部的颗粒污泥处于流化状态，与污水能充分的混合，提高微生物与污水的接触面积，从而提高反应速度。大部分有机物在第一反应室被转化为沼气，被下层三相分离器（7）分离后，沿沼气上升管（9）上升至沼气分离罐（1）中，由于沼气量较大，气提作用将一部分泥水混合物随沼气一起提升至沼气分离罐（1）中，沼气从沼气分离罐（1）出口逸出，泥水混合物沿泥水下降管（11）回流至第一反应室，形成所谓的“内循环”，内循环及外循环的泥水最终都进入第一反应室进行反应，有效提高第一反应室的微生物浓度及回流量，并使颗粒污泥呈流化状态，使第一反应室反应速度加快，将大部分有机物降解掉，转化为沼气。
d) 第一反应室的污泥及沼气混合物沿罐内上升，经下层三相分离器（7）进行泥、水、气分离后，大部分污泥重新返回第一反应室，沼气沿沼气上升管（9）进入沼气分离罐（1），污水及少量污泥则进入第二反应室，由于第一反应室将绝大部分有机物降解，进入第二反应室的污水浓度较低，产沼气量较少，污水与第二反应室的污泥及填料充分接触，对污水进行第二次降解，产生的沼气沿当气上升管（9）进入沼气分离罐（1）中分离，提升的泥水混合物则沿泥水下降管（11）返回至第一反应室内。由于上层外循环系统的循环水量较大，水流冲刷填料，使老化的生物膜脱落，新的微生物生长，保持微生物有较高的活性，使微生物降解能力提高，生物膜中的微生物是非常稳定的，能有效地分解大分子有机物，提高污水的可生化性，为后续的好氧处理提供有利条件。
e) 第二反应室反应后的污泥大部分被上层三相分离器（5）截留，返回第二反应室，沼气上升至沼气分离罐（1）分离后排出，污水与少量的污泥则上升至沉淀分离室，污泥下沉进入第二反应室，由于污水经第一、二反应室降解后，进入沉淀分离室的污水浓度较低，上升至集水槽（3），上清液沿出水槽（3）两侧溢出，进入集水槽（1）内，通过出水管（20）排出，完成污水的净化过程。
f) 为保证整个罐体平面内的配水均匀，防止短流，提高罐体容积利用率，上层外循环出水管（6）与下层外循环出水管（8）采用沿罐体一周的环形管制作，环形管上钻若干进水孔，均匀排布，每根外循环出水管与2台循环泵（14）连接，经循环泵（14）将循环水打入配水器（16）中，进入第一反应室。循环水泵可根据现场及进水水质情况灵活开启运行，尤其是调试初期，内循环系统没有形成时，通过循环水泵加大循环水量从而提高循环效果，加快反应器的启动速度，缩短工期。同时由于外循环水量较大，可有效稀释进水的浓度，耐冲击负荷及减少有毒有害物质对微生物的影响，特别适合水量及进水浓度变化较大，进水浓度较高（5000~30000mg/L）的污水处理。
2. 强化效果
通过采用气提式内循环系统、上下双层循环出水环管与循环泵组成的外循环系统、罐体内部加装填料、多点布水系统等一系列的工艺手段，从而有效地提高厌氧反应器的负荷及反应速度，较传统的IC厌氧反应器效率大大提高，并具有良好的处理效果，使COD的去除率达到85%以上。同时对大分子有机物的分解也有良好的效果，为后续的好氧处理提供有利条件。
3. 工艺流程
待处理废水与外循环系统的循环水首先进入配水器，经充分混合稀释后进入反应器底部的第一反应室，并与来自泥水下降管的内循环泥水混合液和反应器底部的颗粒污泥充分混合反应后，进行COD 的生化降解，此处的COD 容积负荷很高，大部分COD 在此处被降解，产生大量沼气，沼气由下层三相分离器收集。由于沼气上升过程中产生了气体提升作用，使得沼气、泥水混合物沿沼气提升管上升至反应器顶部的沼气分离罐，沼气在该处与泥水分离并被排出处理系统，泥水混合物则沿着泥水下降管进入反应器底部，与进水充分混合后进入第一反应室，形成所谓的内循环。根据不同的进水COD 负荷和反应器的不同构造，内循环流量可达进水流量的0.5-20倍。经第一反应室处理后的污水除一部分参与内循环外，其余污水通过下层三相分离器后，进入低负荷的第二反应室进行剩余COD 降解与产沼气过程，提高和保证了出水水质。由于大部分COD 已被降解，所以第二反应室的COD 负荷较低，产气量也较小，该处产生的沼气由上层三相分离器收集，通过集气管进入沼气分离罐并被排出处理系统。第二反应室处理后的废水经上层三相分离器分离后，上清液经出水槽排走，颗粒污泥则返回第二反应室。
本产品已获国家实用新型专利，专利号：ZL 2014 2 0555384.9
扬州天朗水务设备有限公司
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